Browse: Home / Beton na podsłuchu

Menu

Skip to content
  • Politechnika Opolska
  • Koła naukowe
Header image

Wiadomości UczelnianeLogo

Wiadomości Uczelniane | Politechnika Opolska

  • Facebook
  • Google Plus
  • Instagram
  • RSS
  • YouTube

Menu

Skip to content
  • Strona główna
    • Wywiady
    • Wszystkie aktualności
      • Dziecięca Politechnika Opolska
      • Odeszli
    • Wiadomości Uczelniane – archiwum (PDF)
  • Nauka
    • Wydarzenia naukowe
    • Popularyzacja wiedzy
    • Artykuły naukowe
      • Nauki przyrodnicze
      • Nauki inżynieryjne i techniczne
      • Nauki medyczne i nauki o zdrowiu
      • Nauki rolnicze
      • Nauki społeczne
      • Nauki humanistyczne
  • Studenci
    • Wydarzenia studenckie
    • AZS
    • Samorząd
    • Koła naukowe
  • Kultura
    • Wydarzenia kulturalne
    • Galeria II strona
  • Jednostki
    • Wydziały
      • Wydział Budownictwa i Architektury
      • Wydział Elektrotechniki Automatyki i Informatyki
      • Wydział Ekonomii i Zarządzania
      • Wydział Inżynierii Produkcji i Logistyki
      • Wydział Mechaniczny
      • Wydział Wychowania Fizycznego i Fizjoterapii
    • Akademickie Biuro Karier
    • Biblioteka Główna
    • Dział Współpracy i Rozwoju
    • Instytut Konfucjusza
    • Dział Współpracy Międzynarodowej
    • Studium Języków Obcych
    • Opolski Park Naukowo Technologiczny
    • Uczelniany Ośrodek Informatyczny
    • Doktoranci
  • Na marginesie
    • Felieton
    • Galeria ,,Na marginesie”
    • Podróże
  • Automatyka i robotyka to zupełnie nowy kierunek studiów
  • 200 słuchaczy odebrało dyplomy Dziecięcej Politechniki Opolskiej
  • Prof. Rafał Stanisławski powołany do Komisji Ewaluacji Nauki
  • Wysoka pozycja Politechniki Opolskiej w światowym rankingu
  • Nowoczesne laboratorium otwarto na Wydziale Mechanicznym

Beton na podsłuchu

Posted by Redakcja on 29 czerwca 2020 in Aktualności, Jednostki, Nauka, Popularyzacja wiedzy, Wydział Budownictwa, Wydziały | 1 029 Views

W jednym z największych laboratoriów na uczelni – Laboratorium Konstrukcji Budowlanych, które zajmuje spory pawilon przy ul. Katowickiej – prowadzone są nowatorskie badania finansowane przez NCN, mające na celu opracowanie skutecznej metody na diagnozowanie uszkodzeń elementów betonowych. Wszystkim zainteresowanym, a więc codziennym użytkownikom mostów, dróg i budynków, polecamy zapoznanie się z tematem!

O metodzie, która wykorzystuje technikę stosowaną w smartfonach i rakietach opowiada dr inż. Piotr Bońkowski* z Wydziału Budownictwa i Architektury, który prowadzi projekt badań wraz z mgrem inż. Piotrem Bobrą:

– Monitorowanie stanu konstrukcji, znane szerzej jako Structural Health Monitoring (SHM), jest coraz powszechniejszym standardem w przemyśle samochodowym, aeronautyce czy inżynierii budowlanej. Odpowiednio rozmieszczone czujniki monitorują stan elementów konstrukcyjnych, głównie podczas ich drgań i ustalają czy konstrukcja jest ciągle w bezpiecznym zakresie swojej pracy. W przypadku branży budowlanej postęp ten idzie znacznie wolniej i może być widoczny głównie przy wielkich, odpowiedzialnych budowlach (np. most Tsing Ma w Hong Kongu) lub najwyższych budynkach w Japonii, USA, Chin itp.

Monitorowanie stanu konstrukcji stanowi ogromne wyzwanie badawcze związane z rozwiązywaniem trudnych i niejednoznacznych, (tzw. „źle określonych”) zadań odwrotnych, do których należy również wiele innych, trudnych problemów fizyki matematycznej (np. analiza echa radarowego, czy wnioskowanie o budowie wnętrza Ziemi na podstawie sejsmogramów trzęsień ziemi).

Podobnie jest z monitorowaniem stanu konstrukcji budowlanych na podstawie ich drgań. W inżynierii lądowej, szczególnym utrudnieniem jest charakter pracy niektórych materiałów budowlanych takich jak żelbet, który z założenia pracuje jako częściowo uszkodzony w trakcie normalnej eksploatacji i jeszcze na etapie projektowania zakłada się istnienie charakterystycznych dla betonu rys. W takim wypadku monitorować powinno się uśrednioną sztywność jej istotnych elementów (słupów, stropów, ram itp.). Gdy sztywność ta spadnie poniżej akceptowanego poziomu w wyniku huraganu, przejazdu po moście pojazdu o nadmiernym ciężarze, lub w wyniku trzęsienia ziemi, powinny zadziałać urządzenie monitorujące, ostrzegające przed niebezpieczeństwem katastrofy budowlanej.

Potrzeba wiarygodnych metod monitorowania konstrukcji budowlanych będzie narastać ze względu na spadek ciężaru konstrukcji żelbetowych, a co za tym idzie większej podatności na drgania. Spadek ciężaru konstrukcji wynika z wprowadzania coraz lżejszych materiałów o charakterze kompozytowym, w tym ultra-wartościowych betonów o wytrzymałościach 2-3 razy większych niż konwencjonalny beton.

Ze względu na opisane powyżej trudności monitorowania, z natury zarysowanych konstrukcji żelbetowych, metody ich monitorowania podczas drgań wciąż nie są dobrze rozwinięte. Z tego względu stosuje się różne specjalne środki, np. włókna szklane poprzez wykorzystanie efektu Brillouina, zatopione w beton czujniki itp.

Konieczny jest rozwój nowych metodologii monitorowania konstrukcji z betonów wysoko wartościowych – ze szczególnym naciskiem na metody wiarygodne i proste do stosowania w praktyce. W niniejszym projekcie przeprowadzono badania wykorzystujące metodologię rekonstruowania rozkładów sztywności belek żelbetowych poprzez pomiary rotacji ich osi. Wykorzystanie czujników rotacyjnych spotykanych obecnie powszechnie np. w smartfonach, a także w aeronautyce i technice rakietowej może się okazać szczególnie efektywne także w dynamice konstrukcji budowlanych. Współczesne, bardzo dokładne czujniki rotacyjne mogą w znacznie lepszy sposób diagnozować stan zginanej, zarysowanej konstrukcji niż tradycyjne akcelerografy czy tensometry.

W ramach zrealizowanych badań zakupiono dwie belki z betonu wysokowartościowego. Na belkach umieszczono czujniki rotacyjne w kilku kluczowych miejscach oraz inne tradycyjne przyrządy pomiarowe (np. akceleretometry, czy ekstensometry), które pozwalają na zweryfikowanie proponowanej nowej metody monitorowania sztywności belek.

Belki zostały poddane zginaniu w taki sposób, aby wywołać uszkodzenia belek w ściśle określonych obszarach. Obciążenie stopniowo zwiększano w celu wywołania danego poziomu uszkodzenia (przeprowadzono kilka etapów weryfikacji uszkodzeń od belki nieuszkodzonej do powstania przegubu plastycznego). Na każdym etapie uszkodzenia belki zostały poddane analizom dynamicznym (drgań harmonicznych i swobodnych). Działania te mają na celu zrekonstruowanie, przy użyciu algorytmów genetycznych i optymalizacyjnych, poziomu uszkodzeń belki i ich przybliżonej lokalizacji. W efekcie przeprowadzi się weryfikację efektywności, nowej, stosunkowo prostej metody monitorowania stanu trudnych do diagnostyki dynamicznej konstrukcji żelbetowych. Pierwsze, wstępne wyniki analiz wykazały możliwość wykorzystania czujników rotacyjnych do poszukiwania uszkodzeń w elementach UHPC. Stanowi to istotne novum w dziedzinie monitorowania stanu konstrukcji budowlanych.

W obliczu szybkiego rozwoju czujników i technik SHM badania te mogą znacząco wpłynąć na rozwój dyscypliny inżynierii lądowej i transportu, szczególnie w obszarze poprawy bezpieczeństwa społeczeństwa, pomagając lepiej implementować nowoczesne technologie informatyczne w budownictwie.


* Dr inż. Piotr Bońkowski jest młodym, dynamicznie rozwijającym się naukowcem – w 2018 r., w zaledwie 3 lata po ukończeniu studiów magisterskich obronił pracę doktorską z zakresu inżynierii sejsmicznej. Mimo krótkiego stażu w pracy naukowej ma na swoim koncie publikacje w uznanych międzynarodowych czasopismach.


Przy okazji zachęcamy do zapoznania się z ofertą kształcenia na Wydziale Budownictwa i Architektury:

  • architektura
  • budownictwo
Kategoria: Aktualności, Jednostki, Nauka, Popularyzacja wiedzy, Wydział Budownictwa, Wydziały | Tagi: badania naukowe, dr inż. Piotr Bońkowski, Laboratorium Konstrukcji Budowlanych, Narodowe Centrum Nauki, Structural Health Monitoring (SHM), Wydział Budownictwa i Architektury

O autorze

Redakcja

Dział Promocji, Komunikacji i Kultury Politechniki Opolskiej
ul. Prószkowska 76, bud. nr 5, 45-758 Opole
tel.: +48 77 449 81 26

Podobne wpisy

Grupa studentów nad stołem z rysunkowymi projektamiWysoki poziom prac studentów architektury→

Akcja ratownicza w ruinach budynku widziana z lotu ptakaNa kuli ziemskiej nie ma miejsc wolnych od zjawisk sejsmicznych→

Troje mężczyzn przy quadzie z butlami na tle zimowego polaZamiast tradycyjnego paliwa sprężony azot: innowacyjne rozwiązanie naszych naukowców→

Prof. Monika Adamska w Berlinie wzięła pod lupę tajne, wojskowe mapy→

Wysoka pozycja Politechniki Opolskiej w światowym rankingu

advertisement

NOWY UNIKATOWY KIERUNEK STUDIÓW! DIETETYKA I JAKOŚĆ ŻYWNOŚCI

Pomoc uchodźcom z Ukrainy

advertisement

Nasz Facebook

Ważne

  • Urządzenie techniczne z ramieniem robota, w tle mężczyzna przy komputerze

    Automatyka i robotyka to zupełnie nowy kierunek studiów

    19 kwietnia 2023 / Anna Kułynycz
  • Dzieci podrzucające kolorowe birety w auli

    200 słuchaczy odebrało dyplomy Dziecięcej Politechniki Opolskiej

    15 kwietnia 2023 / Anna Kułynycz
  • Prof. Rafał Stanisławski powołany do Komisji Ewaluacji Nauki

    4 kwietnia 2023 / Anna Kułynycz
advertisement
  • Facebook
  • Google Plus
  • Instagram
  • RSS
  • YouTube

WI@DOMOŚCI UCZELNIANE on-line

Redaktor naczelna:
Lucyna Sterniuk-Gronek
l.sterniuk-gronek@po.opole.pl
Zdjęcia:
Sławoj Dubiel
s.dubiel@po.opole.pl

KONTAKT

Sekcja Promocji i Kultury
Politechniki Opolskiej
ul. Prószkowska 76, bud. nr 5
45-758 Opole
tel.: 77 449 8126

Redakcja zastrzega sobie prawo skracania i opracowywania redakcyjnego
nadesłanych materiałów. Wiadomości Uczelniane podlegają Biuru Rektora i realizują zadania wynikające z misji kreowania pozytywnego wizerunku Politechniki Opolskiej.

 
  • Polityka prywatności
  • Deklaracja dostępności
 
 

Archiwa

 

©2013 - 2017 Politechnika Opolska | Wiadomości Uczelniane

Menu